Nanodetección de cáncer de cabeza y cuello en la superficie de detección de óxido de titanio

Materiales y métodos

Reactivos y biomoléculas

El antígeno SCC (una glicoproteína con isoformas que varían de 45 a 55 kDa) se adquirió de Randox Life Sciences (Malasia). El anticuerpo anti-SCC se adquirió de Next Gene (Malasia). (3-aminopropil) trietoxisilano (APTES), etanolamina, albúmina (una proteína sanguínea importante a 45 mg / ml; 50-70% de la proteína sanguínea con un peso molecular de 66,5 kDa), solución salina tamponada con fosfato (PBS; pH 7,4) y el isopropóxido de titanio IV eran de Sigma Aldrich (EE.UU.). Serpin (una inhibición de serina proteasa comúnmente distribuida con un peso molecular de 40 a 50 kDa) era de Sino Biological (China). La nanoestrella de oro se sintetizó según lo descrito por Shan et al. [26]. Todos los reactivos y productos químicos obtenidos se almacenaron según las recomendaciones del fabricante.

Fabricación de electrodos interdigitados

El diseño básico y la fabricación de IDE se siguieron como se informó anteriormente [27]. Inicialmente, la oblea de silicio se limpió con las soluciones de limpieza estándar, y el electrodo IDE de aluminio se depositó mediante el método tradicional de grabado en húmedo sobre la oblea de silicio. Luego, se depositó el fotorresistente positivo sobre la superficie de la oblea de silicio, seguido de oxidación térmica. La deposición de aluminio se realizó mediante la técnica de fotolitografía. Estuvieron involucrados tres pasos, en los cuales el paso 1 fue con 1200 rpm durante 10 s, luego el paso 2 fue con 3500 rpm durante 20 s, seguido de 500 rpm durante 10 s. Y luego, se expuso luz ultravioleta (UV) en la superficie de detección para transferir el patrón de IDE a la superficie de la muestra. Después de eso, se utilizó el revelador RD-6 durante 15 s para llevar a cabo el proceso de desarrollo. Se realizó fotorresistencia para eliminar las regiones no expuestas. La muestra desarrollada se horneó a 100 ° C para eliminar la humedad innecesaria y mejorar la adhesión entre el SiO ₂ capa y el aluminio. Finalmente, utilizando 23 s de grabador de aluminio, se eliminó el área no expuesta y se limpió con acetona. La superficie final fue modificada por TiO ₂ para detectar SCC-Ag. La superficie IDE fabricada se observó bajo microscopía de alta potencia y nanoperfilador 3D. Las imágenes se capturaron utilizando el sistema asociado con un aumento de × 50.

Recubrimiento de TiO ₂ en la superficie de detección IDE

En la superficie IDE fabricada, TiO ₂ se revistió la solución y se usó isopropóxido de titanio IV como precursor para preparar la solución de TiO ₂ . Para eso, se mezcló etanol con isopropóxido de titanio IV y se agitó vigorosamente durante 5 min. Y luego, el estabilizador (100 μL de ácido acético) se dejó caer en condiciones de agitación y luego se calentó en una placa caliente a una temperatura de 85 ° C. La mezcla de relación molar se fijó en 9:1:0,1 (etanol a TIP a ácido acético). Después de 3 h de mezcla, se obtuvo una solución transparente. Tras 24 h de proceso de envejecimiento, la solución se vertió sobre dióxido de silicio (SiO ₂ ) sustratos utilizando la máquina de recubrimiento por centrifugación a una velocidad de 2000 rpm. Después del revestimiento, la superficie se secó durante 15 min a una temperatura de 175 ° C y se recoció durante 1 ha 450 ° C. El TiO ₂ La película fina adquiere un espesor suficiente después de aplicar tres capas.

Preparación de Anti-SCC-Ag conjugado con GNS

El anticuerpo SCC-Ag se inmovilizó en GNS usando el enlazador ácido 16-mercaptoundecanoico (16-MDA). Inicialmente, se mezclaron 5 mM de 16-MDA diluido con 100 μL de GNS y se mantuvieron a temperatura ambiente (TA) durante 30 min. El 16-MDA unido con GNS se eliminó mediante centrifugación a 13.000 x g , 5 minutos. Luego, el sedimento de oro recogido se activó mediante EDC (400 mM) y NHS (50 mM) con una relación de 1:1 incubando durante 15 min a temperatura ambiente. El EDC y el NHS no unidos de la mezcla de solución se eliminaron mediante centrifugación a 13.000 × g , 5 minutos. Se recogió el sedimento que contenía el GNS activado para conjugar el anticuerpo. Seguido de 200 nM de SCC-Ag, el anticuerpo se mezcló con GNS activado por EDC-NHS y se mantuvo a temperatura ambiente durante 1 h. Finalmente, los anticuerpos no unidos se eliminaron mediante centrifugación a 13.000 × g , 5 minutos. El anticuerpo conjugado con GNS se mantuvo a 4 ° C para su uso posterior, y la conjugación se confirmó mediante la exploración por espectroscopía UV-Vis. El escaneo se realizó en la región entre 480 y 560 nM, y se encontraron los picos máximos.

Inmovilización en Anticuerpo GNS en TiO ₂ -SuperficieIDE

El TiO ₂ La superficie de IDE recubierta se modificó adicionalmente en amina por APTES para inmovilizar el anticuerpo GNS. Se vertió APTES con 3% (diluido en etanol al 30%) sobre TiO ₂ superficie y se mantuvo durante 3 ha TA. La superficie se lavó con etanol al 30% tres veces para eliminar los APTES no unidos. Para inmovilizar el anticuerpo, se siguió el paso de activación como se mencionó anteriormente. El anticuerpo o anticuerpo GNS se dejó caer sobre las superficies y se esperó durante 1 hora para completar el proceso de inmovilización. Finalmente, la superficie se lavó cinco veces con tampón PBS para eliminar completamente los anticuerpos no unidos. Estos anticuerpos o superficies modificadas con anticuerpos GNS se utilizaron para detectar el SCC-Ag y se compararon. El TiO ₂ inmovilizado con anticuerpos GNS La superficie se analizó mediante microscopía de fuerza atómica (AFM), microscopía electrónica de transmisión de emisión de campo (FETEM) y analizador de rayos X de dispersión de energía (EDX) como se describió anteriormente [15]. Las observaciones de AFM se realizaron a una escala de 5 μm, mientras que la SEM se realizó a una escala de 100 nM con 15 kV. EDX encontró la presencia de los elementos.

Detección de antígeno SCC en superficies de anticuerpo / anticuerpo nanoestrella de oro

Para detectar TiO ₂ modificado con anticuerpo de nanoestrella de oro, SCC-Ag, anticuerpo o Las superficies de -IDE se bloquearon con etanolamina 1 M para enmascarar las áreas superficiales libres de anticuerpos y se mantuvieron durante 30 min a TA. En la superficie bloqueada con etanolamina, interactuó 1 nM de SCC-Ag y se notaron las respuestas actuales antes y después de la adición de SCC-Ag. Para evaluar el límite de detección, SCC-Ag se tituló de 10 fM a 1 nM y se dejó caer individualmente sobre el anticuerpo o superficies modificadas con anticuerpo GNS y se anotaron las respuestas con la corriente. Los experimentos se realizaron por triplicado y se calcularon las estadísticas. Para las mediciones se siguió un voltaje de barrido lineal de 0 a 2 V a un voltaje escalonado de 0,01 V. El límite de detección (LOD) se consideró la concentración más baja de un analito (de la línea de calibración a concentraciones bajas) contra la señal de fondo ( S / N =3:1), en otras palabras, LOD =desviación estándar de la línea de base + 3 σ .

Detección selectiva de SCC-Ag

Para comprobar la interacción selectiva de SCC-Ag con su anticuerpo, se llevaron a cabo experimentos de control con dos proteínas diferentes, a saber, serpina y albúmina. Se dejó caer una concentración de 1 nM de estas proteínas de control sobre el anticuerpo o superficies modificadas con anticuerpo GNS, y los cambios en la corriente se notaron antes y después de la interacción. Estos niveles actuales se compararon con la detección específica de SCC-Ag por su anticuerpo y anticuerpo GNS. Otras configuraciones experimentales de control incluyen la interacción de SCC-Ag con GNS solo y SCC-Ag con TiO ₂ -Superficie del IED recubierta por GNS marcado con anticuerpos no inmunes. Los experimentos se realizaron por triplicado y se calcularon las estadísticas. Para las mediciones se siguió un voltaje de barrido lineal de 0 a 2 V a un voltaje escalonado de 0.01 V.

Resultados y discusión

El cáncer de cabeza y cuello se ha descrito cuando se desarrollan diferentes tumores en o alrededor de la nariz, la boca, la laringe y los senos nasales [28]. El diagnóstico precoz y el tratamiento con un biomarcador adecuado son obligatorios para mejorar la supervivencia de los pacientes. Se encontró SCC-Ag como un biomarcador sérico adecuado para el cáncer de cabeza y cuello; aquí, los experimentos se llevaron a cabo para detectar y cuantificar el nivel de SCC-Ag en TiO ₂ -Sensor de electrodo interdigitado (IDE) modificado por su anticuerpo. TiO ₂ se utiliza aquí para mejorar la respuesta actual durante la interacción de biomoléculas. En comparación con otros nanomateriales, TiO ₂ Se considera atractivo en el sensor electroquímico por su comportamiento activo en la superficie a lo largo de los electrodos y la mejora de la actividad electrocatalítica. Además, da más estabilidad a la superficie, lo que produce la repetibilidad de la respuesta del electrodo y mejora en el límite de detección al aumentar la corriente máxima [29, 30, 31]. Para utilizar esta característica positiva, en esta investigación, TiO recubierto ₂ en la superficie IDE (IDE-TiO ₂ ) mejora el flujo de corriente. Se utilizó otro nanomaterial GNS para inmovilizar el anticuerpo anti-SCC-Ag en el IDE-TiO ₂ superficie y para mejorar el límite de eliminación. Dado que se ha demostrado que la superficie inmovilizada con biomolécula conjugada con oro mejora la detección de la diana [32, 33], aquí se detectó SCC-Ag y se comparó con el anticuerpo y el anticuerpo GNS modificado IDE-TiO ₂ superficies. Como se generaliza en otros lugares, con un aumento en el área de superficie de la nanopartícula, habrá una mejora en la unión biomolecular. En este contexto, GNS tiene una superficie más grande en comparación con la nanopartícula esférica de oro. Para implementar esta idea, el experimento actual se ha realizado utilizando GNS para mejorar la sensibilidad.

Caracterización de superficies e inmovilización de anticuerpos GNS

La Figura 1 muestra la representación esquemática de la detección de SCC-Ag en IDE-TiO ₂ superficie de detección. Como se muestra en la Fig. 1a, inicialmente, la superficie de detección IDE se recubrió con TiO ₂ y luego se inmovilizó el anticuerpo con o sin conjugación de GNS. Estas superficies modificadas con anticuerpos se utilizaron para detectar el nivel de SCC-Ag. Antes de realizar la detección, se confirmó la conjugación de GNS con anticuerpo mediante espectroscopia UV-Vis. Se determinaron los perfiles de barrido de GNS con el rango de longitud de onda deseado antes y después de la conjugación con el anticuerpo. Se vio claramente que después de la inmovilización, el cambio se movió de 535 a 545 nM (Fig. 1b). Este resultado confirma la conjugación de anticuerpos en la superficie del GNS. Por otro lado, la superficie de detección fabricada se observó morfológicamente. La figura 2a muestra la imagen de microscopía de alta potencia, mientras que la figura 2b describe la imagen capturada a partir de imágenes de nanoperfil 3D. Ambos perfiles de imagen se muestran claramente con zonas de espacios y electrodos, que forman los dedos. La disposición de los espacios y los dedos parecía uniforme e intacta.

un Representación esquemática para la detección de SCC-Ag. IDE-TiO ₂ La superficie se modificó en amina mediante APTES seguido de la inmovilización del anticuerpo o del anticuerpo GNS. El grupo amina de APTES reacciona con el grupo carboxilo del anticuerpo. Se detectó SCC-Ag mediante la interacción en la región antigénica y se comparó. b Mediciones de espectroscopía UV-Vis con GNS. El escaneo estaba en la región entre 480 y 560 nM, y los picos máximos fueron ~ 530 nM. Los GNS con y sin anticuerpo se indican con flechas

un Imagen de microscopía de alta potencia en superficie IDE. Las imágenes se capturaron a 50 ×. b Imagen de nanoperfil 3D en superficie IDE. Las imágenes se capturaron a 50 ×. Se muestran las regiones de electrodos y espacios. Los espacios están indicados por estrellas. Los arreglos uniformes indican la fabricación exitosa. c Imagen de microscopía de fuerza atómica. AFM muestra una clara discriminación entre TiO ₂ y GNS por puntos oscuros y brillantes, respectivamente. d Imagen de microscopía electrónica de transmisión por emisión de campo. e Análisis de rayos X de energía dispersiva. Indicó los elementos encontrados en la superficie

Comparación de Inmovilización de Anticuerpos y Anticuerpos GNS TiO ₂ -Superficies de detección de IDE

Se detectó SCC-Ag en TiO ₂ -Superficie IED por superficies inmovilizadas con anticuerpos o anticuerpos GNS. El adjunto de GNS en TiO ₂ La superficie fue confirmada por AFM, observaciones SEM y análisis EDX (Fig. 2c). Bajo la observación de AFM, se ha notado una clara discriminación entre TiO ₂ y GNS por puntos oscuros y brillantes, respectivamente. Esto fue respaldado por análisis SEM y EDX, en los que se observaron picos prominentes de oro y titanio moderados. Estos resultados evidencian la ocurrencia de GNS en el TiO ₂ superficie. La Figura 3 muestra los procesos de inmovilización del anticuerpo y del anticuerpo GNS en el IDE-TiO ₂ modificado con amina superficies de detección. TiO ₂ -La superficie de detección IDE modificada muestra el nivel actual como 4.65E − 12 (Fig. 3a). Después de agregar APTES, el nivel actual se incrementó a 5.37E − 11; este incremento en la corriente indicó que la superficie fue modificada en amina por APTES. Cuando se inmovilizó el anticuerpo, el nivel actual se cambió de 5.375E-11 a 1.05E-9. La diferencia en la corriente se notó como 1.04E − 9 (Fig. 3a). Esta inmovilización se produjo debido a la interacción química del grupo amina del grupo APTES y COOH en el anticuerpo [18]. Los cambios en la corriente confirmaron la unión del anticuerpo en la superficie modificada de APTES. Después de eso, la superficie restante se cubrió con etanolamina 1 M para reducir el efecto de bioincrustación de la unión no específica de biomoléculas en la superficie de detección. De manera similar, el anticuerpo GNS se inmovilizó en TiO ₂ -IDE, y cuando el anticuerpo GNS se inmovilizó en la superficie modificada con APTES, el nivel de corriente aumentó de 4.41E-12 a 1.23E-9 (Fig. 3b). Se encontró claramente que cuando el anticuerpo se inmovilizó en la superficie del GNS, muestra la respuesta más alta en la superficie modificada con amina. Esto podría deberse al mayor número de anticuerpos que se unen en la superficie de un solo GNS y a la fuerte unión de este complejo en la superficie modificada con amina. Esta unión ocurrió debido a que el grupo amino terminal en APTES desplaza a los grupos citrato en GNS y se fija químicamente en la superficie IDE modificada por APTES [34]. Es bien sabido que la detección de biomoléculas en las superficies de detección depende principalmente de dos factores, a saber, la afinidad de unión de las moléculas interactivas y la inmovilización adecuada de la superficie de las moléculas en la superficie de detección. La inmovilización biomolecular más alta en la superficie de detección mejoró drásticamente la detección de un objetivo en su nivel más bajo. En esta investigación, se utilizó GNS para inmovilizar el anticuerpo anti-SCC-Ag en IDE-TiO ₂ superficie para mejorar la posibilidad de una mayor unión de anticuerpos, lo que conduce a la detección eficiente de SCC-Ag.

Procesos de inmovilización en IDE-TiO ₂ superficies. un Con anticuerpo. b Con anticuerpo GNS. Las modificaciones de la superficie se iniciaron con APTES al 3%, seguido de la activación de EDC y NHS para inmovilizar el anticuerpo; Se utilizó 1 M de etanolamina para bloquear la región del anticuerpo no unido. Para las mediciones se siguió un voltaje de barrido lineal de 0 a 2 V a un voltaje escalonado de 0,01 V. Los cambios adecuados en la corriente después de cada inmovilización confirmaron la unión del anticuerpo y el anticuerpo GNS en las superficies de detección

Detección comparativa de SCC-Ag en IDE-TiO ₂ Superficie por anticuerpo o anticuerpo GNS

Dado que el anticuerpo GNS muestra la inmovilización eficiente en IDE-TiO ₂ superficie, se detectó la concentración similar 1 nM de SCC-Ag tanto en las superficies del anticuerpo como en las del anticuerpo GNS y se compararon los cambios en el nivel actual. La Figura 4a muestra 1 nM de detección de SCC-Ag en una superficie modificada con anticuerpo. Antes de realizar la detección, la superficie modificada con anticuerpo se cubrió con el agente bloqueante etanolamina para evitar la unión inespecífica de biomoléculas. La etanolamina muestra el cambio actual como 4.65E − 12. Después de agregar 1 nM de SCC-Ag, el nivel actual se incrementó a 1.33E-09. Estos cambios actuales indicaron claramente la unión de SCC-Ag a su anticuerpo. En el caso de la superficie del anticuerpo GNS, la etanolamina muestra el nivel actual como 1.33E-11; después de añadir 1 nM de SCC-Ag, se aumentó a 1,62E-09 (Fig. 4b). Los cambios actuales con el anticuerpo GNS fueron mayores en comparación con solo la superficie modificada con anticuerpo para una concentración similar de SCC-Ag. Esto podría deberse al mayor número de anticuerpos unidos en IDE-TiO ₂ superficie a través de GNS.

Detección de SCC-Ag con a anticuerpo y b Anticuerpo GNS. Probado en IDE-TiO ₂ superficies con los pasos anteriores hasta 1 M de bloqueo de etanolamina. Para las mediciones se siguió un voltaje de barrido lineal de 0 a 2 V a un voltaje escalonado de 0,01 V. Después de interactuar 1 nM de SCC-Ag, los niveles actuales aumentaron en ambos casos; al mismo tiempo, muestra un cambio de corriente más alto con el anticuerpo GNS

Límite de detección de SCC-Ag en IDE-TiO ₂ Superficie por anticuerpo o anticuerpo GNS

Las superficies modificadas con anticuerpo o anticuerpo GNS muestran una detección clara de SCC-Ag, y el límite de detección se estimó en ambas superficies para la comparación (Figura 5a, b). Para eso, las concentraciones de 10 fM a 1 nM de SCC-Ag se diluyeron y se dejaron caer sobre estas superficies individualmente y se observaron los cambios en la corriente. La Figura 5a muestra las diferentes concentraciones de unión de SCC-Ag en la superficie modificada con anticuerpo. Después de la etanolamina, interactuaron 10 fM de SCC-Ag y no se notó ningún cambio actual. Cuando se aumentó la concentración a 100 fM, hubo un cambio menor en la corriente de 4.65E-12 a 6.54E-11. Además, las concentraciones se incrementaron a 1 pM, 10 pM, 100 pM y 1 nM, y los niveles actuales se incrementaron como 4,69E-10, 7,91E-10, 8,78E-10 y 1,33E-09, respectivamente. Estos resultados indican claramente que con un aumento de las concentraciones, la unión también aumenta. El límite de detección se calculó en base a 3 σ , y estaba a 100 fM (Fig. 6a).

Interacciones dependientes de la dosis con a anticuerpo y b Anticuerpo GNS en IDE-TiO ₂ superficies. La superficie está con los pasos anteriores hasta 1 M de bloqueo de etanolamina. Para las mediciones se siguió un voltaje de barrido lineal de 0 a 2 V a un voltaje escalonado de 0,01 V. Las concentraciones de SCC-Ag de 10 fM a 10 nM interactuaron en ambas superficies y se notaron los cambios actuales. El lavado se realizó mediante cinco volúmenes de reacción en cada paso usando PBS 10 mM (pH 7,4). Con un aumento en las concentraciones de SCC-Ag, los niveles actuales se incrementaron gradualmente en ambos casos. El anticuerpo GNS muestra los cambios actuales de 10 fM, mientras que los cambios de 100 fM se notaron solo con el anticuerpo. En ambos casos (anticuerpo y anticuerpo GNS), SCC-Ag 1 nM mostró la saturación. Cuando la concentración aumenta aún más, no se pueden observar cambios significativos en la corriente

Comparación de los cambios actuales con diferentes concentraciones de SCC-Ag en superficies modificadas con anticuerpos y anticuerpos GNS. un Gráfico de regresión lineal para el límite de detección de SCC-Ag. Se muestran con anticuerpo (línea roja) y con anticuerpo GNS (línea azul). El límite de detección se encontró en 10 fM con anticuerpo GNS y 100 fM con solo anticuerpo. b Cambios actuales con SCC-Ag y la interacción de anticuerpos. Con todas las concentraciones, se encontró un nivel más alto de cambios de corriente en la superficie del anticuerpo GNS. Para las mediciones se siguió un voltaje de barrido lineal de 0 a 2 V a un voltaje escalonado de 0,01 V. La barra de error indica los valores promediados de triplicados ( n =3) con las desviaciones estándar están en el rango de ± 0.1 a 0.15 × 10 ⁻⁹ A. El límite de detección (LOD) se consideró la concentración más baja de un analito (desde la línea de calibración a concentraciones bajas) contra la señal de fondo ( S / N =3:1), en otras palabras, LOD =desviación estándar de la línea de base + 3 σ

Las mismas concentraciones de SCC-Ag interactuaron de forma independiente en superficies modificadas con anticuerpos GNS. Cuando se dejaron caer 10 fM de SCC-Ag en la superficie, claramente cambió la corriente de 1.33E-11 a 3.74E-11. Este resultado muestra que incluso 10 fM de SCC-Ag pueden interactuar claramente con la superficie inmovilizada con anticuerpo GNS, que no puede detectarse en el caso con solo anticuerpo. Además, cuando las concentraciones aumentaron a 100 fM, 1 pM, 10 pM, 100 pM y 1 nM, los niveles de corriente aumentaron aún más a 4.69E-10, 9.23E-10, 1.41E-09, 1.48E-09 y 1.62E − 09, respectivamente (Fig. 5b). Los cálculos estadísticos con las desviaciones estándar están en el rango de ± 0,1 a 0,15 × 10 ⁻⁹ A. Cuando se compara con la detección en las dos superficies anteriores, la superficie modificada con anticuerpo GNS muestra los cambios más altos en la corriente con todas las concentraciones de SCC-Ag probadas (Fig. 6b). Basado en 3 σ , podría encontrar el límite de detección como 10 fM (Fig. 6a), esto es 10 veces mejor (menor) detección en comparación con solo la superficie modificada con anticuerpo. El cálculo estadístico con las desviaciones estándar está en el rango de ± 0.1 a 0.15 × 10 ⁻⁹ R. Previamente, SCC-Ag ha sido evaluado en diferentes nanomateriales, como nanopartículas de estroncio y grafeno; sin embargo, estas superficies mostraron una sensibilidad ~ 1000 veces menor en comparación con el estudio actual [35].

Detección selectiva de SCC-Ag en superficies modificadas con anticuerpos / anticuerpos GNS

La detección selectiva de SCC-Ag se comparó con dos proteínas de control, a saber, serpina y albúmina, que son abundantes en el torrente sanguíneo. Serpin es un inhibidor de la proteasa que realiza diferentes funciones fisiológicas y procesos biológicos humanos, mientras que la albúmina representa 45 mg mL ⁻¹ y aporta del 50 al 70% en el suero sanguíneo. Como se muestra en la figura, se dejó caer una concentración 1 nM de estas dos proteínas de control y SCC-Ag individualmente sobre las superficies del anticuerpo o del anticuerpo GNS (Fig. 7a); Se vio claramente que los cambios actuales solo se notaron con SCC-Ag en ambos casos, lo que indica que el anticuerpo es capaz de reconocer solo SCC-Ag. No se notan cambios significativos en la corriente con la interacción de las proteínas de control. Este experimento confirma que la configuración experimental actual puede detectar / diagnosticar específicamente SCC-Ag. Otros experimentos de control proporcionaron más apoyos mediante las interacciones de SCC-Ag con GNS solo y SCC-Ag con TiO ₂ -Superficie del IED recubierta con GNS marcado con anticuerpos no inmunes. No hubo cambios significativos en la corriente notada en comparación con la interacción específica (Fig. 7b).

un Detección selectiva de SCC-Ag en superficies modificadas con anticuerpos y anticuerpos GNS. Se realizaron interacciones con C1-serpina y C-2-albúmina. La superficie está con los pasos anteriores hasta 1 M de bloqueo de etanolamina. Los valores se promediaron por triplicado. En ambos casos, el anticuerpo solo reconoció el SCC-Ag, lo que indica la detección específica. b Medidas de control. Las interacciones de especificidad se comparan con interacciones no específicas. Se notaron claras discriminaciones. Para las mediciones se siguió un voltaje de barrido lineal de 0 a 2 V a un voltaje escalonado de 0,01 V. La barra de error indica los valores promediados de triplicados ( n =3) con las desviaciones estándar en el rango de ± 0.1 a 0.15 × 10 ⁻⁹ A

Conclusión

Head and neck cancer is a common cancer that affects the areas of the mouth, throat and salivary glands. Diagnosing head and neck cancer with a suitable biomarker is mandatory to give the necessary treatment to the patients and improve their lifestyle. SCC-Ag has been found to be one of the important biomarkers for cancers; herein, SCC-Ag was detected on the titanium oxide-coated interdigitated electrode sensing surface (IDE-TiO₂ ). Antibody for SCC-Ag was immobilized on IDE-TiO₂ surface and detected the SCC-Ag. The detection limit was found as 100 fM, and further increment in the limit of detection was attained by conjugating the antibody with gold nanostar (GNS antibody). The limit of detection was improved by 10-folds (to 10 fM), this might be due to the larger number of antibody bound on the amine-modified TiO₂ surface through GNS. Moreover, control experiments were carried out with two different proteins and not able to recognize by the anti-SCC-Ag, indicating the selective detection of SCC-Ag. The demonstrated IDE-TiO₂ sensing surface helps to diagnose the head and neck cancer, a strategy can be followed for the earlier detection.

Disponibilidad de datos y materiales

All of the data are fully available without restriction.

Abreviaturas

16-MDA:

16-Mercaptoundecanoic acid

APTES:

(3-Aminopropyl)triethoxysilane

GNS:

Gold nanostar

IDE:

Interdigitated electrode

PBS:

Solución salina tamponada con fosfato

RT:

Temperatura ambiente

SCC-Ag:

Squamous cell carcinoma antigen

SiO ₂ :

Silicon dioxide

TiO ₂ :

Titanium oxide

UV:

Ultravioleta

Diodos emisores de luz de perovskita cuasi-2D de alto rendimiento mediante tratamiento de poli (vinilpirrolidona) Heteroestructuras de dimensiones mixtas de CuFe2O4 / MoS2 con respuesta de detección de gas mejorada